طالب الدكتوراه في قسم الهندسة الكهربائية “وميض رياض عبد العظيم” يناقش اطروحته

نوقشت اطروحة الدكتوراه الموسومة:

“سيطرة رفض الازعاج الفعال للأنظمة اللاخطية متعددة الادخال والاخراج”

التي  اعدها السيد وميض رياض عبد العظيم طالب الدكتوراه في قسم الهندسة الكهربائية – كلية الهندسة / جامعة بغداد كجزء من متطلبات نيل درجة دكتوراه فلسفة في الهندسة الكهربائية/ سيطرة وحاسباتوبإشراف الاستاذ المساعد الدكتور ابراهيم قاسم ابراهيم يوم الخميس المصادف 15/11/2018.تكونت لجنة المناقشة لهذه الاطروحة من الاستاذ المساعد الدكتور رعد سامي فياض رئيساُ وعضوية الاستاذ المساعد الدكتور اخلاص حميد كاظم والاستاذ المساعد الدكتور نادية عدنان شلتاغ والاستاذ المساعد الدكتور نزار هادي عباس والاستاذ المساعد الدكتور مؤيد عبد الرضا صاحب.

خلاصة اطروحةالطالب كما يلي:

ان طرق السيطرة التي تعتمد على النموذج الرياضي في تصميمها تعاني خلال التطبيق العملي من محدودية الأداء بسبب عدم الدقة في معاملات النظام والازعاجات الخارجية التي قد تؤدي الى التأثير السلبي على استقرارية النظام.  تعويض او أضعاف تلك التأثيرات يتم من خلال التخمين الفوري لها واتخاذ فعل السيطرة المناسب لذلك الغرض. يقودنا هذا الى نهج بديل لتصميم متحكم قادر على تحمل تلك الازعاجات يسمى “سيطرة رفض الازعاج الفعال ADRC))”.  تعالج هذه الطريقة كل من عدم الدقة في معاملات النظام والازعاجات الخارجية والديناميكيات غير الممثلة رياضياً حيث يتم تجميعها في حد رياضي واحد يسمى “الازعاجات العامة”. تقدم هذه الطريقة تخميناً فورياً وعملية رفض فعالة لتلك الازعاجات العامة.

 

تقدم هذه الاطروحة طريقة جديدة للأنظمة أحادية الادخال والإخراج من خلال اقتراح تعديلات رئيسية على المكونات الاساسية الثلاثة لمسيطر ADRC وتلك الوحدات هي المفاضل التتبعي (TD)⸲ تغذية الخطاء الاسترجاعية اللاخطية  (NLSEF) ومراقب حالة النظام الموسع (ESO). المفاضل التتبعي العام (GTD) هي وحدة أساسية تم اقتراحها كبديل مطور عن المفاضل التتبعي (TD) بالاعتماد على الدالة السينية تمتاز الوحدة المطورة بدقة عالية لتخمين إشارة الادخال ومشتقاتها متجنبة كل المشاكل المتأصلة في المفاضل التتبعي التقليدي. علاوة على ذلك⸲ تم إنشاء مراقب حالة لا خطي عالي الرتبة موسع (NHOESO) باستخدام دالة رياضية لا خطية ملساء قريبة من دالة الاشباع واضافة حالة واحدة لفضاء الحالة الخاص بالمراقب التقليدي ليتمكن من القيام بتخمين دقيق للإزعاج العام ذي المشتقات عالية الرتبة. وللتعامل مع الضوضاء المصاحب لعمليات القياس تم اقتراح تقنيتين جديدتين وهما تقنية عرض الحزمة المتغير(TVB)وتقنية تحديث القاعدة التكيفية الفورية (OARU) لمنح المراقب (NHOESO) مناعة ضد تلك الضوضاء.  كوحدة منفصلة تم استخدام مراقب حالة النظام الموسع الخطي (LESO) كتقنية لتحويل الأنظمة اللاخطية الى مكافئها الخطي وذلك لتجنب التحديدات المصاحبة للتقنيات التقليدية و كمراقب حالة نظام موسع خطي متداخل لحل مشكلة زيادة عرض الحزمة لتقليل الأخطاء التخمينية المصاحبة لحالة الاستقرار. وحدة تغذية الخطاء الاسترجاعية اللاخطية المطورة (INLSEF) التي تم اقتراحها هي عبارة عن نسخة لأخطيه من المسيطر (PID) والتي تستخدم لضمان الاستقرارية للحلقة المغلقة وتوفير دقة عالية لتتبع الإشارة المرجعية. شكلت الوحدات الثلاثة نظام سيطرة جديد مطور IADRC)) والذي تم فحصه من خلال عملية محاكات لأنظمه افتراضية وعملية. تم استخدام تقنية Lyapunov للتحقق من استقراريه كل من الوحدات المطورة بالإضافة الى التحقق من استقرار نظام الحلقة المغلقة.

للتعامل مع الأنظمة متعددة الادخال والإخراج (MIMO) التي تتساوى فيها عدد الادخالات والاخراجات تم تطوير طريقتان جديدتان تدعى الطريقتان المطورتان بسيطرة فك الارتباط والسيطرة اللامركزية حيث اخذ بنظر الاعتبار الارتباط الموجود بين الادخالات وحالات النظام بالإضافة الى الازعاجات العامة المسلطة من خلال قناة تختلف عن قناة الادخال. طبقت كل من الطريقتين على نظام (MIMO) لا خطي ذو ارتباط داخلي قوي وعدم دقة عالية.

في هذه الاطروحة نفذت مجموعة من المحاكات الرقمية لمنظومة (IADRC) المقترحة من خلال تطبيقها على مجموعة الأنظمة اللاخطية من نوع (SISO)  و (MIMO) ومقارنتها مع الطريقة التقليدية حيث تمت عملية المحاكات باستخدام بيئة MATLAB® Simulink® معدة لحاسوب له معالج مركزي من نوع (Core™ i7) وذاكرة عشوائية سعة 8GB.  للتحقق من فعالية مخطط (IADRC) المحسن اللامركزي المقترح ومقارنته مع سيطرة رفض الازعاج الفعال التقليدي ((CADRC تم اختيار روبوت نقال من النوع التفاضلي (DDMR) كنموذج عملي وتنفيذ المتحكمين باستخداموحدة معالج من نوع(Arduino Due) وتم التحقق من صحتها من خلال إعداد تجربة عملية تتكون من لوحة تطوير من نوع (LattePanda™) كمولد سرعة مرجعي.  تم تطبيق مجموعة من التجارب تتضمن عدم الدقة في معاملات النظام بالإضافة الى أنواع متعددة من الازعاجات الخارجية وأظهرت النتائج تفوق سيطرة رفض الازعاج الفعالالمحسن (IADRC) على سيطرة رفض الازعاج الفعال التقليدي (CADRC) من حيث متطلبات الاستجابة الزمنية.